Archivio mensile:Marzo 2011

L’improvviso “colpo di reni” del Sole: confronto con i precedenti – Parte 2

Ciclo 24, Indici Solari

Dopo aver esaminato nella Parte 1 l’avvio dei cicli 23, 22 e 21, proseguiamo con i cicli 20 e 19, ovvero i primi per i quali sono disponibili le misure di solar flux, e poi proviamo a fare qualche considerazione.

 

1966 (ciclo 20)

 

http://www.solen.info/solar/history/hist1966.html

La coppia di picchi compresa tra l’11 marzo ed il 10 aprile può essere paragonata a quella del ciclo 24, ma non ne ha la medesima intensità ed è preceduta di poco da un picco di intensità superiore a 100 (gennaio 1966). In ogni caso, segna una tappa importante nella progressione del ciclo 20, già ad 1 anno e mezzo circa dopo il minimo (ottobre 1964). Più simile alla coppia attuale è quella compresa tra il 20 agosto e la fine di settembre, anche se preceduta da numerosi picchi di intensità ben superiore a 100.

Quindi, anche in tal caso, fatico a ritrovare una somiglianza con il ciclo 24.

 

1955 (ciclo 19)

http://www.solen.info/solar/history/hist1955.html

La coppia di picchi compresa tra il 26 settembre ed il 5 novembre risulta di intensità simile a quella appena osservata per il ciclo 24. Occorre notare come si verifichi appena 1 anno e mezzo dopo il minimo (aprile 1954) e che sia stata comunque preceduta da alcuni picchi isolati di intensità superiore a 100.

Pertanto, questo caso si colloca in linea con quelli precedenti e si discosta abbastanza nettamente dall’attuale ciclo 24.

 

Considerazioni finali

Mi rendo conto che pretendere di trarre conclusioni, a fronte di osservazioni così limitate e frettolose, possa apparire presuntuoso. Per questo, considererei quanto segue come semplici spunti per una successiva discussione.

In sintesi, dopo questa prima, superficiale, analisi, osservo che:

  1. il Sole compie abitualmente improvvise accelerazioni, durante la progressione di un ciclo (o almeno lo ha fatto più volte dal 1954 ad oggi); talvolta presenta anche coppie di picchi ravvicinati tra loro; pertanto, dei picchi improvvisi e di notevole intensità non sono affatto inconsueti in se’;
  2. tuttavia, la coppia di picchi attuale appare, a differenza di pressoché tutte quelle passate che le somigliano, come una coppia di “montagne” che sale improvvisamente  e nettamente dalla “pianura” di un ciclo che non aveva finora mostrato chiari segni di “decollo”, ma solo un debole sussulto tra febbraio e marzo dell’anno scorso ed uno più breve a luglio;
  3. inoltre, picchi come quelli attuali, improvvisi, ravvicinati e di notevole intensità (anche di molto superiore a quella della coppia attuale) rispetto alla media recente, si osservano spesso nelle fasi più avanzate della progressione di un ciclo, quando il solar flux è ormai costantemente superiore a 100, talvolta anche di molto.

Che cosa potrebbe significare tutto ciò?

Che il ciclo potrebbe trovarsi in una fase più avanzata di quanto non si possa pensare, a poco più di due anni dopo il minimo, una fase in cui i picchi sono più alti, improvvisi e si susseguono a breve distanza? Oppure, invece, si tratterebbe di peculiarità senza alcun particolare significato? E perché?

Una prima risposta spero la troveremo nel corso delle prossime settimane, continuando ad osservare l’evoluzione di questo ciclo che non finisce mai di stupire.

A voi la parola!

FabioDue

L’improvviso “colpo di reni” del Sole: confronto con i precedenti – Parte 1

Ciclo 24, Indici Solari

Introduzione

Il recente forte incremento dell’attività solare mi ha colto di sorpresa, lo ammetto. Immaginavo che il Sole potesse continuare a “sonnecchiare” ancora a lungo. Lo immaginavo anche perché non mi ero ancora preoccupato di confrontare in modo puntuale, fino al dettaglio giornaliero, l’attività verificatasi finora nel corso dell’attuale ciclo 24 con quella dei cicli precedenti (19-23).

Ebbene, è esattamente quello che ho fatto e che descrivo di seguito, utilizzando i grafici relativi al solar flux, disponibili sulla rete, ad esempio sul sito www.solen.info, dal 1954 (anno del primo minimo di cui sono disponibili i dati di solar flux) ad oggi. Per i confronti utilizzo i valori di solar flux misurati; ritengo che la differenza tra questi e quelli normalizzati (adjusted), rispetto alla distanza Sole-Terra, sia abbastanza ridotta da non richiedere di tracciare nuovamente tutti i grafici. Inoltre, evito di confrontare la “ripidezza” dei grafici, a causa della differente scala, ed anche perché mi pare davvero un dettaglio.

Infine, ho considerato 100 il valore di solar flux che rappresenta il limite tra un ciclo ancora “sonnacchioso” ed uno invece in decisa progressione. Dai grafici si osserva che ciò corrisponde abbastanza bene alla realtà dei cicli compresi tra il 19 ed il 23.

Sono consapevole del fatto che l’incremento di attività possa non essere concluso e anzi possa intensificarsi ulteriormente nelle prossime settimane e mesi. Tuttavia, un primo esame, anche “in corsa” credo aiuti a capire qualcosa in più.

In questa Parte 1 esaminiamo i cicli 23, 22 e 21, nella Parte 2, che sarà pubblicata prossimamente, troverete i cicli 20 e 19, oltre ad alcune considerazioni finali.

La situazione attuale, aggiornata al 23 marzo, è la seguente e credo non abbia bisogno di molti commenti:

Mi limito solo a ricordare che i due picchi visibili nel grafico si sono verificati all’improvviso, ben 26 mesi dopo il minimo (dicembre 2008) e senza essere preceduti da altri picchi di intensità superiore a 100.

Di seguito riporto alcuni brevi commenti ai grafici, in corrispondenza dei trend di crescita (primi 2-3 anni dopo il minimo) dei cicli compresi tra il 19 ed il 23, procedendo a ritroso nel tempo.

 

1998 (ciclo 23)

www.solen.info/solar/history/hist1998.html

I grafici mostrano due picchi consecutivi di attività, di intensità e durata non troppo dissimile da quelli attuali, tra il 10 marzo ed il 20 aprile 1998, poco meno di 2 anni dopo il minimo (maggio 1996), sebbene la forma dei picchi sia meno ripida di quelli attuali, specie per quanto riguarda il primo in ordine di tempo.

Peraltro, si osserva come si fossero già verificati alcuni picchi, anche isolati, nel corso del 1997, persino ad appena 1 anno e 4 mesi dopo il minimo (vedere immagini seguenti).

Inoltre, nel corso del 1998 ed anche oltre si ritrovano coppie di picchi (es. quella compresa tra il 5 agosto e la metà di settembre, vedere immagine seguente), anche se di intensità superiore a quella attuale ed a partire da valori base di solar flux ormai costantemente ben superiori a 100 e peraltro già precedute numerosi picchi di intensità superiore a 100.

Pertanto, ritengo non si individui una chiara similitudine con la situazione del ciclo 24.

 

1987-1988 (ciclo 22)

http://www.solen.info/solar/history/hist1987.html

Gli esempi di coppie di picchi di attività sono più d’uno, persino meno di un anno dopo il minimo (settembre 1986): ad esempio è degna di nota la coppia di picchi compresa tra il 16 luglio ed il 30 agosto 1987; tuttavia l’entità dei picchi è un poco inferiore a quella attuale ed è preceduta da due picchi isolati di attività pari ad appena più di 100, occorsi nelle prime settimane del 1987.

L’anno successivo, invece,

http://www.solen.info/solar/history/hist1988.html

risulta abbastanza simile a quella attuale la coppia di picchi compresa tra il 21 maggio ed il 7 luglio, anche se di intensità superiore (il massimo del secondo tocca un valore pari a 200) ed a partire da valori base di solar flux ormai costantemente superiori a 100 e peraltro già preceduti da picchi di intensità superiore a 100.

Dunque, anche in questo caso, ritengo che la similitudine con la situazione dell’attuale ciclo 24 sia problematica.

 

1977-1978 (ciclo 21)

http://www.solen.info/solar/history/hist1977.html

http://www.solen.info/solar/history/hist1978.html

Si individua una coppia di picchi, compresa tra il 21 dicembre 1977 ed il 15 febbraio 1978, a poco meno di due anni dal minimo (marzo 1976), la quale segna un’accelerazione del ciclo 24. Ma, già prima di questa coppia, si osservano diversi picchi isolati d’intensità superiore a 100, segno che il ciclo era già in piena progressione a poco più di 1 anno dal minimo e che dunque la coppia di picchi non ne ha segnato il primo “cambio di passo”.

Pertanto, anche in questo caso, a mio modesto avviso, non si individua una chiara similitudine con il ciclo attuale.

FINE PRIMA PARTE

FabioDue 

 

Il Picco del Petrolio -Ultima Parte-

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p) L’abbondanza dell’isotopo C12 nel metano varia con la profondità.

Il Carbonio ha due isotopi stabili, il C12 e il C13. In genere, il C12 e’ 100 volte più diffuso del C13.

Le piante usano la CO2, e non e’ chiaro perche’ ma tendono ad usare leggermente di piu’ la CO2 in cui sia presente il C12 invece della CO2 in cui e’ presente il C13.

In genere si considera che se c’e’ il 2% in meno di C13 rispetto alla distribuzione media (ripetiamo, circa 100 a 1; quindi la frase va letta: “se il C13 e’ meno dello 0,98%) allora quell’idrocarburo ha un origine organica. Ma questo argomento non e’ decisivo: il Carbonio presente nelle condriti carboniose, ad esempio (che ripetiamo, sono meteoriti), presenta una concentrazione di C13 piuttosto variabile, con un “impoverimento” che va dal -2% al +11%.

E nello spazio non ci sono processi biologici (noti).

Inoltre i dati indicano che il metano ha meno C13 man mano che si avvicina alla superficie.

Gold spiega cio’ sostenendo che, nell’attraversare le rocce porose, le molecole che presentano il C12, essendo piu’ leggere, sono avvantaggiate rispetto alle molecole con il C13, quindi piu’ roccia il metano deve attraversare, maggiore sara’ l’impoverimento in C13.

E in effetti ci sono 3 dati reali che suffragano le tesi di Gold (e di altri prima di lui; ripeto che Gold ha il merito non tanto di aver elaborato questa teoria quanto di averla sposata, arricchita, e portata sotto i riflettori in occidente): il primo, il fatto che il tasso di impoverimento del C13 sia nel metano 10 volte superiore che nel petrolio, per cui il meccanismo della diffusione gassosa sembra spiegare questo fatto meglio che non l’origine biologica; se petrolio e metano hanno origine biologica il tasso di impoverimento di C13 dovrebbe essere lo stesso tra i due.

Il secondo, il dato gia’ visto che il metano piu’ profondo ha un tasso di impoverimento meno marcato, e anche questo dato viene spiegato bene dal modello della diffusione gassosa.

Terzo, come abbiamo gia’ detto il metano presenta un tasso di impoverimento di C13 superiore a quello imputabile ai soli processi biologici, e questo vale anche per il metano proveniente dai giacimenti piu’ profondi. Il che e’ spiegabile, nel modello della diffusione gassose, assumendo che il metano venga da fonti ancora piu’ profonde.

Abbiamo visto i vari punti citati da Gold a sostegno della sua teoria, relativamente all’origine del petrolio e del metano.

E il carbone?

Almeno il carbone, sarebbe di origine vegetale?

Secondo Gold, no.

Un pezzo di carbone.

O per meglio dire i carboni neri, antracite e carbone bituminoso, hanno origine inorganica.

E qui i geologi obiettano che nei giacimenti di carbone si trovano spesso resti organici di vegetali.

Come si possono spiegare questi resti (legno, spore, ecc.) ?

Gold ribalta l’argomentazione, sostenendo che proprio questi resti organici fossili sono una prova dell’origina non biologica del petrolio.

Infatti, dice Gold, i fossili presenti nel carbone sono piuttosto compressi ma non presentano nessuna deformazione a livello cellulare. Come e’ possibile spiegare questo fatto, argomenta Gold, se non assumendo che i fossili in questione siano dapprima stati penetrati da un idrocarburo liquido, che successivamente si e’ pietrificato in carbone?

Non solo, ma talvolta si rinvengono nel carbone foglie o ramoscelli intatti. E se il carbone deriva da vegetali, come e’ possibile che il processo di fossilizzazione abbia fossilizzato alcuni ramoscelli separatamente, mentre tutto il resto e’ diventato una massa informe?

Inoltre alcuni metalli rari, come Uranio, Cadmio e Mercurio sono presenti in quantità troppo elevata in alcuni carboni per poter pensare ad un’origine vegetale.

Ma se il carbone si formasse per solidificazione di idrocarburi liquidi o gassosi che provengono dal profondo del mantello, allora tali metalli potrebbero essere stati “catturati” da questi idrocarburi nel corso della loro risalita.

Inoltre spesso giacimenti di Carbone, Petrolio e Metano si trovano associati geograficamente; se il carbone derivasse da organismi vegetali e il petrolio da organismi marini, come sostiene la teoria “ufficiale”, l’ultima cosa che ci si aspetterebbe e’ di trovarli associati.

Per cui, secondo Gold (ripeto: continuo a dire Gold ma la teoria in questione ha molti sostenitori, anche precedenti a Gold, soprattutto russi), mentre risalgono in superficie dal profondo idrocarburi liquidi si arricchiscono progressivamente di Carbonio mentre si impoveriscono di idrogeno che si lega con l’ossigeno incontrato lungo la risalita, e percio’ spesso strati di carbone si incontrano sopra giacimenti di petrolio e gas naturale.

Ma qui c’e’ un problema, pero’.

Ci sono depositi di Carbone sopra sabbie altamente porose che non presentano nessuna traccia di petrolio o gas naturale.

Gold ammette che i carboni “bruni”, torba e lignite, possano avere un’origine vegetale.

Secondo lui chiamiamo con lo stesso nome, Carbone, sostanze completamente diverse che non presentano continuita’ tra l’una e l’altra.

Torba e lignite sono una cosa; l’antracite e il carbone bituminoso un’altra. E non esistono altre forme di carbone che presentano caratteristiche intermedie tra questi due estremi.

Lignite.

Ma Gold ha ragione?

Esistono ulteriori prove a sostegno di questa teoria, che lui ha esposto per la prima volta in occidente nel 1992 con l’articolo “The Deep Hot Biosphere” pubblicato da PNAS, forse la piu’ importante rivista scientifica americana (questa informazione viene da wikipedia; onestamente non sono riuscito a trovare tale articolo, forse l’autore della voce di wikipedia si confonde con un libro di Gold con lo stesso titolo)?

Beh, nell’articolo del 2001  “The Constraints of the Laws of Thermodynamics upon the Evolution of Hydrocarbons. The Prohibition of the Hydrocarbon Genesis at Low Pressures. – Energia 22/3, 18-23” di Kenney, J. F., Karpov, I. K. et al, viene dimostrato come le leggi della termodinamica proibiscano la trasformazione a basse pressioni di carboidrati o di qualunque materiale biologico (in decomposizione o no) in lunghe catene di idrocarburi o in carbonio puro (per un motivo legato ai potenziali chimici) .

E’ un articolo molto interessante, ma un po’ troppo complicato per me :-).

Se siete interessati, comunque, lo potete trovare qui. http://www.gasresources.net/ThrmcCnstrnts.htm

Se dunque il petrolio, il carbone (almeno quello nero), e il metano non sono di origine biologica, e Gold ha ragione, si aprono interessanti prospettive geopolitiche.

Controllare i giacimenti piu’ economicamente sfruttabili di queste materie prime permette di controllare le economie dipendenti da questi idrocarburi.

E soprattutto, se il petrolio e’ una fonte “rinnovabile”, per cosi’ dire, chi controlla il petrolio (gli USA) o il gas naturale (la Russia) non ha nessun interesse a sviluppare tecnologie energetiche alternative, men che meno tecnologie realmente rinnovabili, come potrebbe essere la fusione a bassa energia.

Forse la Cina un domani cerchera’ un’indipendenza energetica che prescinda dal petrolio, chissa’…

Comunque Gold e’ andato ancora piu’ in la’ con la sua teoria.

Sostiene ad esempio che rilasci improvvisi di gas dalle profondita’ della terra nell’atmosfera possano essere responsabili di disastri aerei e/o navali. In genere, dice Gold, tali rilasci avvengono in mare, ma possono avvenire anche sulla terra.

Cita ad esempio il caso di una nuvola a forma di fungo, larga piu’ di 200 miglia, alta circa 17.000 metri, osservata da alcuni piloti il 9 Aprile 1984 nel nord-est del Giappone.

E secondo lui, le luci che spesso accompagnano i terremoti, sono dovute proprio a questi gas, principalmente idrogeno e metano, rilasciati nell’atmosfera in concomitanza dei fenomeni sismici.

Sempre secondo lui, e’ sottostimato il ruolo che i gas sotterranei giocano nei terremoti: improvvisi rilasci di gas o esplosioni sotterranee sono fenomeni che ritiene andrebbero investigati piu’ a  fondo.

Per chi fosse interessato, in questa pagina:

http://origeminorganicadopetroleo.blogspot.com/2011/01/thomas-gold-professional-papers.html sono presenti tutti i lavori di Gold, anche quelli sui terremoti (verso il fondo della pagina).

Ma chi era questo Thomas Gold?

Nato nel 1920 e morto nel 2004, Gold e’ stato un astrofisico austriaco, uno dei piu’ importanti astrofisici del secolo scorso.

Professore di astronomia alla Cornell University, membro della US National Academy of Sciences, e membro della Royal Society di Londra e’ lui che ha  coniato il termine “magnetosfera” per il campo magnetico della Terra. Assieme a Bondi, ha sviluppato la Teoria dello stato stazionario, ora semidimenticata. Poco dopo la scoperta delle pulsar nel 1968, Gold e Hoyle identificarono correttamente questi oggetti come stelle di neutroni rotanti con forti campi magnetici.

In ambito scientifico ha spesso difeso idee all’apparenza astruse, che pero’ poi si sono rivelate esatte: in particolare una teoria sui meccanismi dell’udito, quella gia’ citata sulla natura delle pulsar, e una sull’asse di rotazione della terra.

Insomma, uno scienziato affascinante, interdisciplinare, che non aveva paura di sfidare il comune sentire, se riteneva fosse sbagliato.

Uno scienziato di quelli che piacciono a me.

Fonti:

http://www.eniscuola.net/getpage.aspx?id=4615&sec=1778&lang=ita&padre=2363&sez=Biologia&app=3226&idpadre=4613

http://it.wikipedia.org/wiki/Origine_abiotica_del_petrolio

http://www.stampalibera.com/?p=21245

http://www.pianetamarte.net/petrolio2.htm

http://www.coscienza.org/scienza/uranium.htm

http://energierinnovabili.forumcommunity.net/?t=9539177

http://www.oralchelation.com/faq/wsj4.htm

http://www.scienzeascuola.it/joomla/le-lezioni/2-lezioni/471-le-rocce-sedimentarie

-FINE-

Pierluigi

Il Picco del Petrolio -Seconda Parte-

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h) I suoli al di sopra dei giacimenti di gas naturale hanno un alto contenuto di metano, il che implica un enorme flusso di gas dagli strati sottostanti.

Tale flusso sarebbe cosi’ abbondante che in poche migliaia di anni il deposito sottostante di metano sarebbe esaurito. Quindi tale deposito non potrebbe essersi formato milioni di anni fa.

Sarebbe percio’ piu’ plausibile pensare che il metano salga da riserve molto piu’ grandi poste a profondita’ molto maggiori.

i) L’elio si trova sempre associato al metano.

E’ poco noto, ma spesso all’estrazione di metano si associa l’estrazione di elio.

Nel giacimento di gas Panhandle-Hugoton, Kansas e Texas, Stati Uniti d’America, c’e’ una produzione significativa di elio. Ci sono anche altri giacimenti in Algeria e Russia con livelli significativi di produzione di elio. Ma come si forma l’elio?

Non sono noti meccanismi biologici per la formazione dell’elio, ed essendo un gas si ritiene che la sua presenza nelle profondita’ della terra sia dovuta al decadimento dell’Uranio 238 (l’uranio 238 e’ l’isotopo piu’ abbonante in natura dell’Uranio, con un tempo di dimezzamento di circa 4,5 miliardi di anni). Nel corso del suo decadimento, l’uranio produce elio.

L’elio e’ un gas inerte, che cioe’ non reagisce chimicamente: non e’ percio’ spiegabile perche’ vegetali in decomposizione debbano favorire la concentrazione di questo gas (che in alcuni giacimenti di metano arriva anche al 10%).

Se percio’ l’elio si forma come conseguenza del decadimento dell’uranio, ed essendo il tempo di questo decadimento molto lungo, la concentrazione di elio nel metano dovrebbe essere una indicazione della profondita’ da cui proviene il metano: maggiore concentrazione di elio = piu’ tempo a disposizione dell’Uranio per decadere = maggiore profondita’. 

Si potrebbe tuttavia pensare che per qualche strano motivo associati ai giacimenti di metano ci siano, in prossimita’ o poco piu’ sotto dei grandi giacimenti di uranio naturale, ma non e’ cosi’. Tali giacimenti non sono mai stati individuati, dunque l’elio deve venire da grandi profondita’, da cui risale insieme al metano.

l) Le rocce in profondita’ possono presentare porosita’ in domini isolati. Questo e’ un punto molto importante, e merita di essere spiegato bene.

Per risalire dalle profondita’ della terra, una massa fluida ha bisogno di trovare delle fratture o delle porosita’ nelle rocce sovrastanti. Se la pressione del fluido non e’ sufficientemente alta, la massa delle rocce sovrastanti tende a chiudere ogni fessura o porosita’ al di sotto di una certa profondita’.

Questo meccanismo non funziona nel caso che il fluido abbia la stessa densita’ delle rocce sovrastanti, come nel caso della lava, ma funziona perfettamente per idrocarburi a bassa densita’ come petrolio o gas naturale. In questo scenario la massa sovrastante dovrebbe riuscire a chiudere i pori della roccia ad una profondita’ compresa tra i 3 e i 10 chilometri.

Quindi i geologi sostengono che al di sotto di una certa profondita’ critica, compresa tra 3 e 10 chilometri non puo’ esistere nessuna porosita’ nella roccia e dunque nessun deposito di idrocarburi.

Ma Gold contesta questa affermazione: proprio la mancanza di porosita’ a questa profondita’ critica permetterebbe alla pressione di un qualsiasi fluido sottostante di mantenere aperti i fori ancora piu’ in profondita’, per altri 3-10 km, e cosi’ via, per un numero indeterminato di domini inferiori.

Dunque, trivellando in profondita’ nella crosta terrestre, dovrebbe essere possibile rilevare un brusco aumento della pressione del fluido appena al di sotto del limite di un dominio.

In effetti in alcuni casi di trivellazioni a grande profondita’ e’ stato rilevato un brusco aumento di pressione, che sembra indicare il passaggio verso un dominio inferiore.

m) Le riserve di petrolio si ricaricano spontaneamente.

La sola possibile origine di questo processo va identificata in depositi più profondi che filtrano verso l’alto e ripetono la sequenza di fenomeni che portò alla formazione iniziale dei giacimenti più superficiali. Un caso notevole è quello del giacimento offshore della Pennzenergy Co. a Eugene Island 330 nella Lousiana [7]. Fu scoperto nel 1973 e la riserva totale probabile fu stimata in 60 M di barili. La produzione raggiunse un massimo di 15.000 barili/giorno. Nel 1989 era calata a 4,000 barili/giorno. 10 anni dopo la produzione salì di nuovo 13.000 barili/giorno. La Dr. J. Whelan della Woods Hole Oceanographic Institution analizzò la situazione e concluse che la nuovà produzione di petrolio apparteneva a un’era geologica diversa da quella precedente e proveniva da strati più profondi. La riserva totale veniva ora stimata in 400 M di barili.

Si può sostenere che situazioni simili siano alla base del fatto che la stima delle riserve totali mondiali di petrolio è cresciuta del 72% tra il 1976 e il 1996. Le prove osservate nel caso singolo citato sono significative. Non sarebbe possibile trarre conclusioni generali dalle statistiche della produzione globale. Queste, infatti, dipendono largamente (in modo non trasparente) da considerazioni finanziarie e politiche e non dalla valutazione di situazioni fisiche.

n) I diamanti.

I diamanti sono formati da carbonio puro, proprio come le mine delle matite (grafite): diversa e’ solo la struttura cristallina, e quella del diamante si puo’ formare solo in condizioni di pressione estremamente elevata. Tali pressioni, secondo Gold, si sviluppano solo tra i 150 e I 300 Km di profondita’, quindi la formazione dei diamanti si spiegherebbe con la presenza di carbonio puro a tali profondita’. Puro significa non mescolato ad altri elementi. La separazione del carbonio dagli altri elementi avverrebbe secondo Gold all’interno delle rocce: fluidi ricchi di carbonio scorrerebbero nei pori delle rocce, e delle reazioni chimiche rimuoverebbero il carbonio da questi fluidi. Se non ci fosse lo scorrimento in questi capillari interni alle rocce, le eazioni chimiche che separano il carbonio avverrebbero solo negli strati superficiali del fluido. Ma quali sono i fluidi ricchi di carbonio? Sicuramente gli idrocarburi, ma anche la CO2. Pero’ la reazione chimica che dissocia il carbonio dagli idrocarburi avviene piu’ facilmente e a temperature piu’ basse della reazione che dissocia il carbonio dalla CO2, quindi a grandi profondita’ scorrerebbero nelle rocce alcuni idrocarburi.

o) Gli strati piu’ superficiali della crosta terrestre sono ricchissimi di carbonio, presente soprattutto nelle rocce carbonatiche (un classico esempio di roccia carbonatica e’ il travertino).

Travertino

Sono state formulate varie ipotesi per spiegare questa ricchezza di carbonio negli strati superficiali.

Una ipotesi e’ quella del ciclo del carbonio, ma secondo Gold questa teoria non spiega le quantita’ di carbonio coinvolte, e inoltre mal si concilia con la varieta’ di isotopi di carbonio presenti negli strati superficiali.

Secondo un’altra teoria l’atmosfera superficiale della terra era ricchissima di diossido di carbonio, CO2, che e’ poi precipitato al suolo ed ha dato origine alle rocce carbonatiche. Secondo questa teoria, la terra si sarebbe formata per condensazione di nubi di gas disperse nello spazio. Ma questo materiale interstellare, oltre che ricco di diossido di carbonio, e’ ricco anche di gas inerti quali neon, argon e krypto. Essendo inerti, e dunque non reagendo, questi gas si sarebbero dovuti conservare fino ai giorni nostri in quantita’ apprezzabili, mentre invece sono scarsissimi nell’atmosfera.

Si puo’ allora pensare che il carbonio sia stato portato sulla terra da meteoriti; ma la superficie terrestre dovrebbe allora essere piena di crateri da impatto meteoritico.

Ma secondo Gold i meteoriti possono aver giocato un altro ruolo: le condriti carboniose sono meteoriti ricchissime di idrocarburi, che rilasciano quando sottoposte a riscaldamento a forti pressioni.

Una condrite carboniosa

Se parte (gran parte) della terra si fosse formata in seguito all’aggregazione di condriti carboniose, ecco spiegata la presenza all’interno della terra e a grandi profondita’ di idrocarburi, che migrerebbero verso l’alto, e spiegherebbero la ricchezza di carbonio nella crosta e nei sedimenti.

Pierluigi

Il Picco del Petrolio -Prima Parte-

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Questo articolo si basa essenzialmente sul capitolo “Petrolio, carbone e gas naturale sono di origine inorganica” del libro “Il viaggio nel tempo e altre pazzie”, Einaudi, 2002.

A sua volta l’articolo e’ basato sugli articoli di Thomas Gold, un astrofisico contemporaneo, il quale e’ l’apripista in occidente di una teoria che in realta’ ha due padri ben piu’ antichi: il chimico francese Marcellin Berthelot e quello russo Dimitri Mendeleev.

L’ipotesi che il petrolio si formi da detriti e resti organici sepolti e’ stata originariamente proposta dallo scienziato russo Mikhail Lomonossov, nel 1757. (Piccolo inciso: anche la teoria della stratificazione risale al 1700; la geologia sembra muoversi con tempi appunto geologici… 🙂 ).

3 sono gli elementi che possono far pensare ad un origine biologica dei giacimenti di petrolio:

1) Quasi sempre il petrolio contiene insiemi di molecole che si formano soltanto per decomposizione organica;

2) Il petrolio e’ spesso otticamente attivo, con una predominanza di molecole destrogire, caratteristica questa tipica della materia organica;

3) Nel petrolio vi e’ predominanza di molecole con un numero dispari di atomi di carbonio, altro aspetto che si ricollega alla materia organica.

Intanto c’e’ da dire che mentre un tempo si riteneva che la vita fosse presente quasi esclusivamente sulla superficie del pianeta, o al massimo a pochi metri di profondita’, oggi ci si e’ resi conto che la crosta del pianeta brulica letteralmente di vita, e sono stati scoperti batteri estremofili capaci di sopravvivere a temperature un tempo impensabili: a 3,2 km nel sottosuolo nei piccolissimi spazi interstiziali delle rocce vivono alcuni microrganismi capaci di tollerare livelli di pressione, di radiazioni e di calore elevatissimi. Mentre organismi appartenenti alla specie Bacillus infernus si trovano a 2.800 metri di profondità e alla temperatura di 75°C, lo Staphylothermus marinus colonizza ambienti sul fondo degli oceani dove le temperature raggiungono i 115 °C.

Immagine di Thermus aquaticus, microrganismo termofilo dal quale venne originariamente isolata la Taq polimerasi

Inoltre sono stati trovati idrocarburi (metano, principalmente, ma anche bitumi) in tutto il sistema solare, a esclusione di Marte, Venere e Mercurio (anche se secondo alcuni scienziati alcune tracce fotografiche lascerebbero pensare che su Marte ci sia il petrolio); e idrocarburi si trovano anche nello spazio interstellare.

Ora, se il petrolio presente sulla terra fosse di origine biologica,  bisognerebbe trovare un altro meccanismo per spiegare l’origine del petrolio sugli altri pianeti; gia’ il rasoio di Occam (una sola causa comune e’ piu’ semplice di due cause diverse) farebbe propendere per una teoria non biologica, rispetto alla formazione del petrolio.

Ma ci sono anche altri elementi che fanno pensare ad un’origine chimica e non biologica del petrolio:

a) Nel petrolio naturale si trovano gli stessi isomeri di carbonio e idrogeno presenti anche negli olii sintetici, ma non negli olii prodotti per via biologica.

E in effetti non si e’ mai riusciti a produrre petrolio simile al petrolio naturale partendo da materiale vegetale in condizioni analoghe a quelle presenti in natura.

A questo chi sostiene l’origine biologica replica dicendo che la materia organica si “cuoce” in modo differente a seconda del tempo e delle modalita’ di “cottura”, per cosi’ dire. Insomma e’ impossibile riprodurre in laboratorio le condizioni che si verificano in natura.

E inoltre nel petrolio naturale ci sono marcatori biologici come le porfirine che possono essere soltanto un prodotto della fotosintesi.

b) Spesso i sedimenti sono privi di fossili. Se gli idrocarburi avessero un’origine biologica dovremmo aspettarci di trovare molti fossili nei giacimenti, cosa che invece non avviene.

I sostenitori della teoria biologica replicano dicendo che il petrolio deriva da materiale vegetale e organismi unicellulari come alghe e batteri, e questo spiega la mancanza di fossili nei giacimenti.

c) Nel petrolio estratto a grandi profondita’ mancano i “marker” biologici di cui dicevamo prima. Per cui secondo i sostenitori dell’origine chimica del petrolio, quei marker si trovano nei soli giacimenti superficiali perche’ sono successivi alla formazione del petrolio.

I sostenitori della teoria biologica ripetono che il petrolio piu’ profondo e’ stato “cotto” piu’ a lungo e cio’ ha fatto sparire i marker biologici.

d) Ogni petrolio ha una “firma” chimica che ne indica la provenienza. Nel medio oriente ad esempio il petrolio si trova in rocce che risalgono ad eta’ geologiche molto diverse, in un arco geografico di circa 3mila kilometri. Eppure la firma chimica e’ la stessa per tutti questi petroli (ed e’ diversa da quella del petrolio ad es. sudamericano).

Il che sarebbe spiegabile se si assumesse che tutti questi giacimenti sgorghino da una fonte comune sepolta a grandi profondita’ nel mantello.

e) Secondo Gold, “petrolio e metano si trovano di frequente in strutture geografiche… ad arco correlate a caratteristiche strutturali della crosta profondamente radicate e distribuite su vasta scala piuttosto che al mosaico su piccola scala dei depositi sedimentari”.

I sostenitori della teoria biologica rispondono che queste regioni ad arco sono caratteristiche di zone dove si ha la formazione di placche tettoniche che deformano i bacini sedimentari.

f) Gli idrocarburi si trovano a tutte le profondita’. Se gli idrocarburi avessero origine organica, dovremmo trovarli solo in strati corrispondenti ad ere geologiche caratterizzate da vegetazione abbondante. Sotto questi depositi, non ci dovrebbe essere petrolio (gli idrocarburi, piu’ leggeri delle rocce, migrano verso l’alto non verso il basso). Ma secondo N.A. Kudryavtsev si possono rinvenire idrocarburi a tutte le profondita’ sotto un qualsiasi consistente accumulo. Questa regola ha ricevuto numerosissime conferme sperimentali in Oklahoma, Wyoming, Canada, Iran, Giava, Russa e Sumatra.

I sostenitori della teoria sull’origine biologica del petrolio replicano parlando di migrazione orizzontale da giacimenti petroliferi vicini alle aree dove si e’ osservato questo fenomeno, o tirando in ballo la contaminazione dei pozzi con i fluidi impiegati nei processi di trivellazione.

Ma queste obiezioni non sono valide in almeno una paio di casi di trivellazioni eseguite fino a 6,7 Km di profondita’ in Canada in cui si e’ posta molta attenzione alle contaminazioni usando come liquido lubrificante solo acqua e fango.

g) Il metano si trova in luoghi poco compatibili con la vita. Intanto in tutto il sistema solare, e poi, sulla terra, in luoghi come fondali oceanici, permafrost, fosse tettoniche e zone con vulcani attivi. Inoltre durante eruzioni vulcaniche sono state viste grandi fiammate, il che fa pensare a metano che risalga da strati profondi e si incendi una volta espulso dal vulcano. Sempre secondo Kudryavtsev, la quantita di metano dispersa in tali eruzioni sarebbe superiore a quella dei piu’ grandi depositi di gas naturale.

-Fine Prima Parte-

Pierluigi